A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
Here, we present a protocol to site-specifically introduce chemical probes into an antibody fragment by genetically incorporating an azide-containing amino acid, and subsequently coupling the azide with a chemical probe by strain-promoted azide-alkyne cycloaddition (SPAAC).
هناك حاليا الكثير من الأدوات الكيميائية المتاحة لتقديم تحقيقات الكيميائية إلى بروتينات لدراسة بنيتها ووظيفتها. وهناك طريقة مفيدة هو بروتين الاقتران عن طريق إدخال وراثيا من الأحماض الأمينية غير طبيعي يحتوي على مجموعة وظيفية bioorthogonal. ويصف هذا التقرير بروتوكول مفصلة لجسم تصريف للموقع المحدد. ويتضمن البروتوكول تفاصيل التجريبية لدمج الجيني للحمض الأميني التي تحتوي على أزيد، ورد فعل الاقتران قبل cycloaddition-أزيد آلكاين-روجت سلالة (SPAAC). هذا رد فعل روجت سلالة العائدات عن طريق خلط بسيط من جزيئات التفاعل في درجة الحموضة الفسيولوجية ودرجة الحرارة، و لا يتطلب الكواشف إضافية مثل النحاس (I) أيونات وبروابط-مخلبية النحاس. ولذلك، فإن هذا الأسلوب سيكون مفيدا للاقتران البروتين العام وتطوير تقارن المخدرات الأجسام المضادة (ADCS).
منذ الابلاغ عن التأسيس الجيني لل-methoxyphenylalanine ص في القولونية، وأدرجت 1 أكثر من 100 الأحماض الأمينية غير طبيعية (UAAs) بنجاح في البروتينات المختلفة. 1-3 ومن بين هذه UAAs، والأحماض الأمينية التي تحتوي على المجموعات الوظيفية bioorthogonal وقد درس على نطاق واسع وتمثل النسبة الأكبر. وتشمل المجموعات الوظيفية bioorthogonal المستخدمة في UAAs كيتون، 4 أزيد، 5 آلكاين، 6 cyclooctyne، 7 tetrazine، 8 α، β-أميد غير المشبعة، 9 norbonene، 10 transcyclooctene و 11 و bicyclo [6.1.0] -nonyne. 11 على الرغم من كل مجموعة وظيفية مزاياه وعيوبه، وقد استخدمت في الأحماض الأمينية التي تحتوي على أزيد أكثر على نطاق واسع لتصريف البروتين. ص -Azidophenylalanine (AF)، واحد من الأحماض الأمينية التي تحتوي على azido وغير متوفرة بسهولة، وeffic تأسيسهاiency ممتازة. بروتينات متحولة تحتوي على هذه الأحماض الأمينية يمكن أن يكون رد فعل مع أمكانيات التي كتبها cycloaddition المحفز النحاس أو مع cyclooctynes التي كتبها SPAAC. 12-20
في الآونة الأخيرة، المستحضرات الصيدلانية البيولوجية قد تجتذب اهتماما كبيرا في مجال الصناعات الدوائية. والمترافقة الأجسام المضادة المخدرات (ADC) هو فئة من الأجسام المضادة العلاجية التي هي مفيدة نظرا لقدرتها على العلاج الموجه لعلاج السرطانات البشرية 21 و أمراض أخرى. أكثر من 50 ADCS حاليا في التجارب السريرية، وعدد يتزايد بسرعة. في تطور ADCS، تحتاج إلى النظر فيها لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة وتقليل الآثار الجانبية العديد من العوامل. ومن بين هذه العوامل، وهي فعالة وخاصة بالموقع رد فعل الاقتران لتشكيل الرابطة التساهمية بين الأجسام المضادة والمخدرات أمر بالغ الأهمية. كفاءة المطلوبة والدقة في رد فعل الاقتران يمكن أن يتحقق عن طريق الاقتران مع مجموعة وظيفية bioorthogonal فيالأحماض الأمينية غير طبيعي أن يتم تضمينها على وجه التحديد إلى الضد. 22-26 هنا، ونحن التقرير بروتوكول لموقع على وجه التحديد دمج AF إلى جزء الأجسام المضادة وتصريف جزء الأجسام المضادة متحولة مع التحقيق الذي تجريه والكيمياء الحيوية.
1. البلازميد البناء
الصورة = "jove_title"> 2. إعداد ثقافة
3. التعبير وتنقية HerFab-L177AF
4. الإقتران من تنقية HerFab-L177AF مع آلكاين تحقيقات عن طريق-أزيد آلكاين Cycloaddition-روجت سلالة (SPAAC)
5. تنقية HerFab إعتبر
6. SDS-PAGE تحليل HerFab إعتبر
في هذه الدراسة، كان جزء الأجسام المضادة مترافق مع fluorophore من خلال دمج الأحماض الأمينية التي تحتوي على أزيد في جزء والرد جزء الأجسام المضادة متحولة مع cyclooctyne متوترة على وجه التحديد الموقع (الشكل 1). وقد تم اختيار HerFab باعتبارها جزء الضد المس?...
إدراج الجيني للالأحماض الأمينية غير طبيعية في البروتينات ديها العديد من المزايا مقارنة مع الطرق الأخرى المستخدمة لتعديل البروتين. 1-3 احدة من المزايا الهامة هو تطبيق العام لأي نوع من البروتين. من حيث المبدأ، لا يوجد أي قيود في اختيار البروتين المستهدف والموقع ا...
The authors have nothing to disclose.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1. Plasmid Construction | |||
plasmid pBAD_HerFab_L177TAG | Optionally contain the amber stop codon (TAG) at a desired position. Ko, W. et al. Efficient and Site-Specific Antibody Labeling by Strain-promoted Azide-Alkyne Cycloaddition. BKCS. 36 (9), 2352-2354, doi: 10.1002/bkcs.10423, (2015) | ||
plasmid pEvol-AFRS | Young, T. S., Ahmad, I., Yin, J. A., and Schultz, P. G. An enhanced system for unnatural amino acid mutagenesis in E. coli. J. Mol. Biol. 395 (2), 361-374, doi: 10.1016/j.jmb.2009.10.030, (2010) | ||
DH10B | Invitrogen | C6400-03 | Expression Host |
Plasmid Mini-prep kit | Nucleogen | 5112 | 200/pack |
Agarose | Intron biotechnology | 32034 | 500 g |
Ethidium bromide | Alfa Aesar | L07482 | 1 g |
LB Broth | BD Difco | 244620 | 500 g |
2. Culture Preparation | |||
2.1 Electroporation | |||
Micro pulser | BIO-RAD | 165-2100 | |
Micro pulser cuvette | BIO-RAD | 165-2089 | 0.1 cm electrode gap, pkg. of 50 |
Ampicillin Sodium | Wako | 018-10372 | 25 g |
Chloramphenicol | Alfa Aesar | B20841 | 25 g |
Agar | SAMCHUN | 214230 | 500 g |
SOC medium | Sigma | S1797 | 100 mL |
3. Expression and Purification of HerFab-L177AF | |||
3.1 Expression of Herfab-L177AF | |||
p-azido-L-phenylalanine (AF) | Bachem | F-3075.0001 | 1 g |
L(+)-Arabinose, 99% | Acros | 104981000 | 100 g |
Hydrochloric acid, 35~37% | SAMCHUN | H0256 | 500 mL |
3.2 Cell Lysis | |||
Tris(hydroxymethyl)aminomethane, 99% | SAMCHUN | T1351 | 500 g |
EDTA disodium salt dihydrate, 99.5% | SAMCHUN | E0064 | 1 kg |
Sucrose | Sigma | S9378 | 500 g |
Lysozyme | Siyaku | 126-0671 | 1 g |
3.3 Ni-NTA Affinity Chromatography | |||
Ni-NTA resin | QIAGEN | 30210 | 25 mL |
Polypropylene column | QIAGEN | 34924 | 50/pack, 1 mL capacity |
Imidazole, 99% | SAMCHUN | I0578 | 1 kg |
Sodium phosphate monobasic, 98% | SAMCHUN | S0919 | 1 kg |
Sodium Chloride, 99% | SAMCHUN | S2907 | 1 kg |
4. Conjugation of Purified HerFab-L177AF with Alkyne Probes Using Strain-promoted Azide-alkyne Cycloaddition (SPAAC) | |||
Cy5.5-ADIBO | FutureChem | FC-6119 | 1 mg |
5. Purification of Labeled HerFab | |||
Amicon Ultra 0.5 mL Centrifugal Filters | MILLIPORE | UFC500396 | 96/pack, 500 μL capacity |
6. SDS-PAGE Analysis of Labeled HerFab and Fluorescent Gel Scanning | |||
1,4-Dithio-DL-threitol, DTT, 99.5% | Sigma | 10708984001 | 10 g |
NuPAGE LDS Sample Buffer, 4x | Thermofisher | NP0007 | 10 mL |
MES running buffer | Thermofisher | NP0002 | 500 mL |
Nupage Novex 4-12% SDS PAGE gels | Thermofisher | NO0321 | 12-well |
Coomassie Brilliant Blue R-250 | Wako | 031-17922 | 25 g |
Typhoon 9210 variable mode imager | Amersham Biosciences |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved